JP2002163821A - 磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

磁気記録媒体の製造方法

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JP2002163821A
JP2002163821A JP2000360702A JP2000360702A JP2002163821A JP 2002163821 A JP2002163821 A JP 2002163821A JP 2000360702 A JP2000360702 A JP 2000360702A JP 2000360702 A JP2000360702 A JP 2000360702A JP 2002163821 A JP2002163821 A JP 2002163821A
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Koji Hara
浩二 原
Yoichi Takahara
洋一 高原
Masahiro Watanabe
正博 渡辺
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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    • C03C17/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/06Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ガラス基板を用いる磁気記録媒体の製造方法に
おいて、金属膜を成膜する前にガラス基板上の異物を除
去する洗浄液として、pH13未満、50℃以下の低温で、な
おかつ大気中の二酸化炭素の吸収による洗浄液の劣化の
影響を受けない、装置、環境負荷の小さな洗浄方法を提
供する。 【解決手段】ガラス基板を洗浄、乾燥する工程と、前記
ガラス基板上に金属膜を成膜する工程を有し、前記洗浄
工程で使用する洗浄液として、少なくともリン酸塩を含
有する水溶液を用いて洗浄する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンピューターの
ハードディスク装置などに使用される磁気記録媒体の製
造方法および磁気記録媒体に係わり、特に非磁性材料と
してガラス基板を用いた磁気記録媒体製造方法および磁
気記録媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】大型コンピューター機器、ワークステー
ション、パーソナルコンピューター等の外部記憶装置と
して使用されている磁気ディスク装置は、年々大容量小
型化が進んでいる。磁気ディスク装置の大容量小型化を
達成するためには高密度化が必要であるが、その技術の
一つとして、磁気記録媒体の磁性膜と磁気ヘッド間の距
離(ヘッド浮上量)を小さくする方法が挙げられる。現
在ヘッドの浮上量は20nmレベルにまで低下しており、将
来的には10nm程度にまで達するという予測も立てられて
いる。この様なヘッド浮上量の低下は、ヘッドと基板と
の接触頻度の増大をもたらし、ヘッドクラッシュなどの
不良を引き起こす可能性が高くなる。それゆえ低浮上化
のためには、磁気記録媒体に用いられる基板の平滑化が
要求される。磁気ディスク用の基板としては、アルミニ
ウム基板が広く用いられていたが、前述の様なヘッド浮
上量の低下、磁気ディスクの小型化に伴い、アルミニウ
ム基板より平坦性が高く、小型化、薄板化が容易なガラ
ス基板を使用する割合が増加している。しかし、平滑な
ガラス基板の採用だけで低浮上化は達成され得るもので
はなく、低浮上化の阻害要因の一つである基板上の微小
異物の除去も必要である。図1はガラス基板を用いた磁
気記録媒体の製造方法の概略を示したものである。まず
ガラス基板11上にガラス基板11と密着性の良好なCrなど
の非磁性金属下地膜12を成膜する。次に下地膜12の上に
Co−Cr−Pt(コバルト−クロム−白金)、またはCo−Cr
−Ta(コバルト−クロム−タンタル)などの強磁性合金
膜を積層して磁性膜13を形成する。さらに磁性膜13上に
カーボン保護膜14、潤滑膜15を積層させて磁気記録媒体
を完成させる。前述の磁気記録媒体の製造工程におい
て、ガラス基板上にCrなどの下地膜を成膜する前に、ガ
ラス基板上の異物を除去するために、ブラシ洗浄や薬液
洗浄が行われている。ガラス基板上の異物が薬液洗浄で
除去されるメカニズムは、ガラス基板のエッチングによ
りガラス基板表面から異物を浮き上がらせる(リフトオ
フする)作用によると考えられている。そのため、薬液
洗浄では一定の洗浄時間内に異物を基板から除去するに
足るエッチング量を確保することが重要であり、洗浄液
の濃度と温度を適切に組み合わせなければならない。
【0003】ところで従来上記洗浄液には、水酸化ナト
リウム、あるいは水酸化カリウムをベースにしたアルカ
リ洗浄液が多く用いられてきた。その理由として、水酸
化ナトリウムや水酸化カリウムは強アルカリ性であるた
め、ガラス基板のエッチング力が大きいこと、さらにア
ルカリ水溶液中では除去された異物とガラス基板表面は
一般的に負に帯電しており、静電反発力が作用するため
再付着が起こりにくいことなどが挙げられる。上記水酸
化ナトリウム、水酸化カリウムをベースにした従来洗浄
液では、pH12〜13、温度50〜70℃、洗浄時間10〜20分
程度の条件で使用されている場合が多い。上記洗浄条件
において、磁気記録媒体の製造で使用される表面層を化
学的に強化処理したガラス基板のエッチング量は5nm程
度である。しかし、前述の様なヘッド浮上量の低下によ
り、基板表面清浄度の要求レベルが厳しくなり、従来以
上に微小異物に対する洗浄力を向上させる必要性が高ま
っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】発明者らが研究を重ね
た結果、ヘッド浮上量20nm以下に対応するガラス基板の
清浄度を得るためには、少なくとも10nm以上ガラス基板
をエッチングする必要があることが判った。上記エッチ
ング量を達成するためには、(1)洗浄時間を長くする、
(2)洗浄液の高濃度化、(3)洗浄温度の高温化が考えられ
る。しかし、洗浄時間を長くすることはタクトタイムが
長くなるため、製造プロセスの観点からは好ましくな
い。そのため、洗浄液の高濃度化や高温化で対処せざる
を得なくなる。水酸化ナトリウムや水酸化カリウムをベ
ースにした従来洗浄液の濃度は、pH12〜13とアルカリ
濃度がもともと高い。これは、ガラス基板のエッチング
量を確保する以外の理由の一つとして、洗浄液の寿命の
問題がある。すなわち、アルカリ性の水溶液は大気中の
二酸化炭素を吸収してpHが徐々に低下する。それに伴
いエッチング量が減少するために洗浄力も低下する。そ
のため二酸化炭素の吸収による洗浄力低下の影響を少な
くし、液寿命を確保するには、洗浄液のpHは高い方が
好ましく、少なくともpH12以上、望むらくは13程度に
する方が良い。このようにpHがもともと高い従来洗浄
液を、前述の基板エッチング量を達成するためにさらに
高濃度化すると、薬液の使用量が増加するのはもとよ
り、洗浄後の純水リンス使用量、リンス時間も増大し、
環境負荷が極めて大きくなるという問題点がある。ま
た、洗浄温度についても同様で、従来50〜70℃の高温で
洗浄を行っているが、濃度をすえおきにして高温化を図
る場合、少なくとも10℃程度の高温化が必要となる。そ
れゆえ、従来以上に装置負荷が大きくなるとともにコス
ト面での負担も大きくなる。このように従来洗浄液で
は、低浮上化に対応した微小異物洗浄力の向上に対応す
るのが困難であるという課題がある。
【0005】本発明は上記の問題点を鑑み、pH13未満、
50℃以下の低温でも従来以上の洗浄力を有し、なおかつ
大気中の二酸化炭素の吸収による洗浄力低下の影響を受
けにくい水酸化ナトリウム、水酸化カリウム以外のアル
カリ洗浄液を用いてガラス基板を洗浄することにより、
装置および環境負荷が小さく高効率な磁気記録媒体の製
造方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】発明者らが研究を重ねた
結果、前記目的を達成するためには、ガラスの浸食性の
大きなアルカリ性のリン酸塩が効果的であることを見い
だした。すなわち、ガラス基板を洗浄、乾燥する工程
と、前記ガラス基板上に金属膜を成膜する工程を有する
磁気記録媒体の製造方法において、前記洗浄工程で使用
する洗浄液として、少なくともリン酸塩を含有する水溶
液を用いて洗浄することにより達成される。本発明の洗
浄液に使用されるリン酸塩としては、リン酸三ナトリウ
ム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸三カリウム、リン
酸水素二カリウムなどが挙げられるが、これらのリン酸
塩の中では強アルカリ性を示すリン酸三ナトリウム、リ
ン酸三カリウムが好適である。発明の実施の形態で詳述
するが、リン酸三ナトリウム、リン酸三カリウムのリン
酸塩水溶液は同一pH、同一温度の水酸化ナトリウムや水
酸化カリウム溶液と比較してエッチング速度が速い。メ
カニズムの詳細については明らかになっていないが、リ
ン酸イオンがガラスのシリカの網目構造を形成している
Si−O骨格を切断する過程を促進しているためだと推測
している。そのため、上記アルカリリン酸塩水溶液を用
いれば、従来洗浄液と同じ洗浄条件では洗浄力を向上さ
せることが可能となる。また、等濃度であればより低温
で、また等温度では低濃度での洗浄が可能である。実際
の洗浄に使用するにあたっては、洗浄液の濃度はpH12〜
13、洗浄温度は40〜50℃で使用することが特に好まし
い。これは、pHが12より小さい領域あるいは洗浄温度が
40℃未満では、十分な異物除去力が得られないからであ
る。一方pH13以上、あるいは洗浄温度が50℃より高い領
域での使用は可能であるが、設備負荷、環境負荷、コス
トの観点などから好ましくない。
【0007】また、リン酸三ナトリウム(Na3PO4)を例
にとると、リン酸三ナトリウムは水溶液中で化1に示す
反応によりリン酸水素二ナトリウム(Na2HPO4)を生成
する。リン酸水素二ナトリウム(Na2HPO4)は緩衝作用
があるためpHの変化を受けにくい。それゆえ同一濃度の
水酸化ナトリウム、水酸化カリウム溶液と比較して、大
気中の二酸化炭素の吸収によるpH低下の割合が小さく、
エッチング速度の低下が起こりにくく洗浄力の低下も抑
制される。
【0008】
【化1】
【0009】なお、必要に応じて本発明の洗浄液に界面
活性剤、あるいはキレート剤などを添加すること、ある
いは超音波照射を併用して洗浄することは何ら制限され
るものではない。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。
【0011】(第1の実施形態)まず、リン酸三ナトリ
ウム(Na3PO4)について、同一温度、同一pHの水酸化ナ
トリウム(NaOH)溶液とのエッチング量および洗浄液の
pHの経時変化を調べた。エッチング量の評価用ガラス基
板には、ソーダライムガラス基板(日本板硝子製)を用
いた。左記ガラス基板を、pH12、温度40℃のリン酸三ナ
トリウム(Na3PO4)溶液、および水酸化ナトリウム(Na
OH)溶液中に一定時間浸漬し、エッチング量を触針式段
差計で評価した。図2に示すように2つの洗浄液のエッ
チング量を比較した結果、リン酸三ナトリウム(Na3PO
4)は水酸化ナトリウム(NaOH)溶液の約3倍のエッチン
グ量があることが分かった。また、リン酸三ナトリウム
(Na3PO4)洗浄後のガラス基板表面は面あれしている様
子は認められなかった。
【0012】次に、pH12に調製した2つの洗浄液を室温
で大気解放した状態で放置し、二酸化炭素の吸収による
pHの経時変化を調べた。図3に示すようにリン酸三ナト
リウム(Na3PO4)では、150時間後のpHの変化はわずか
であるのに対し、水酸化ナトリウム(NaOH)溶液ではア
ルカリ濃度が2桁以上低下する。
【0013】最後にリン酸三ナトリウム(Na3PO4)溶液
の異物除去力を評価した。異物除去評価は以下の手順で
行った。まず、ソーダライムガラス基板を粉砕後、0.5
〜1・mに分級し、アルコールを含む純水中に分散させた
ガラス粉分散液80・lを、ソーダライムガラス基板(日
本板硝子製)全面に行き渡るように滴下し、自然乾燥さ
せた。上記サンプルをpH12、40℃のリン酸三ナトリウム
(Na3PO4)溶液中に20分間浸漬洗浄後、純水で5分間リ
ンスし、スピン乾燥させた。洗浄評価はあらかじめ定め
た基板面内4ヶ所の洗浄前後の異物数を金顕観察により
カウントし除去率を求めた。比較として、40℃、pH12の
水酸化ナトリウム(NaOH)、および60℃、pH12の水酸化
ナトリウム(NaOH)溶液について異物除去力を調べた。
図4に示すように、同一洗浄条件ではリン酸三ナトリウ
ム(Na3PO4)は40℃の低温でも水酸化ナトリウム(NaO
H)溶液より洗浄力が優っており、また、60℃、pH12の
水酸化ナトリウム溶液(通常の洗浄条件)で洗浄した場
合と比較しても、高い異物除去力を有することが分かっ
た。
【0014】(第2の実施形態)第1の実施形態と同様
にpH12、40℃のリン酸三ナトリウム(Na3PO4)でアルミ
ノシリケートガラス基板(HOYA製)を20分間洗浄し、純
水リンス、乾燥した。その後ガラス基板にDCスパッタに
より、シード層としてNi−Al(ニッケル−アルミニウ
ム)膜を50nm、下地層としてCr−Mo(クロム−モリブデ
ン)膜を20nm、磁性膜としてCo−Cr−Pt−Ta(コバルト
−クロム−白金−タンタル)膜20nm、カーボン保護膜10
nmを順次成膜し、最後に潤滑膜30Åを形成して磁気記録
媒体を作製した。比較として、従来洗浄液の60℃、pH12
の水酸化ナトリウム(NaOH)で20分間洗浄したアルミノ
シリケートガラス基板についても、上記と同様な方法で
磁気記録媒体を作製した。前述の2種類の磁気記録媒体
について浮上特性のテストを行ったところ、本発明の方
法で作製した磁気記録媒体は従来方法で作製した場合よ
りも浮上エラーが少なく良好な結果が得られた。
【0015】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、ガ
ラス基板を洗浄、乾燥する工程と、前記ガラス基板上に
金属膜を成膜する工程を有する磁気記録媒体の製造方法
において、前記洗浄工程で使用する洗浄液として、少な
くともリン酸塩を含有する水溶液を用いて洗浄すること
により、高効率で薬液使用量が少なく、装置負荷の小さ
な磁気記録媒体の製造方法を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】磁気記録媒体の模式断面図。
【図2】本発明の洗浄液および従来洗浄液のエッチング
量比較結果を示す図。
【図3】二酸化炭素の吸収によるpHの経時変化を示す
図。
【図4】従来の洗浄液および本発明の洗浄液のモデル異
物(ガラス粉)除去力評価結果を示す図。
【符号の説明】
11…ガラス基板、12…下地膜、13…磁性膜、14…カーボ
ン保護膜、15…潤滑膜。
フロントページの続き (72)発明者 渡辺 正博 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 Fターム(参考) 4G059 AA09 AB01 AB11 AB19 AC24 5D112 AA02 BA03 GA08 GA30

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガラス基板を洗浄、乾燥する工程と、前
    記ガラス基板上に金属膜を成膜する工程を有し、前記洗
    浄工程で使用する洗浄液として、少なくともリン酸塩を
    含有する水溶液を用いて洗浄することを特徴とする磁気
    記録媒体の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記リン酸塩として、リン酸三ナトリウ
    ム、あるいは、リン酸三カリウムを用いることを特徴と
    する請求項1記載の磁気記録媒体の製造方法。
JP2000360702A 2000-11-22 2000-11-22 磁気記録媒体の製造方法 Pending JP2002163821A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013214341A (ja) * 2012-03-31 2013-10-17 Hoya Corp 磁気ディスク用ガラス基板の製造方法及び磁気ディスクの製造方法
CN111099555A (zh) * 2019-12-17 2020-05-05 北京航天控制仪器研究所 一种适用于圆片级真空封装的玻璃腔体制造方法

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